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钢玉陶瓷耐磨管：氧化锆陶瓷化学机械加工介绍

为了避免坚硬磨料对氧化锆陶瓷加工面所造成的损伤，有关学者对化学机械加工产生了兴趣。其基本思想是将化学作用与机械作用结合在一起，化学反应产生较软的化合物或形成低熔点的共晶体，在机械作用下快速去除，由于去除力很小，没有反应的基体不会受到损伤。磨粒与工件的微观凸峰相接触，在一定压力作用下，工件凸峰刺入磨粒，产生高温高压，激活了两者之间的化学反应，随着磨粒与工件之间的相对运动，反应的产物被磨粒带走。该工艺过程的关键是选择合适的磨料，即保证磨粒与工件之间能发生化学反应，产生较软的化合物或形成低熔点的共晶体。通过控制压力和滑动速度可方便地实现工艺过程的控制。

目前的工艺数据表明，氧化锆陶瓷精加工（抛光、研磨）合适的磨料是三氧化二铬，加工三氧化二铝合适的磨料是二氧化硅。Si3N4、SiC同Cr203作用产生CrN和CrSiz；氧化铝作用则是形成低熔点的氧化铝·2Si02莫来石晶体。

目前还没有商业化的专用化学机械加工的工艺及设备，大多是利用金刚石工具加工的设备，仅仅改换磨料而实现的。由于要激活固相反应，需要在磨粒与工件凸峰之间产生压力，因而悬浮磨料的抛光工艺仅改换磨料，加工效率低于金刚石磨料。原因在于化学反应较弱，因而需要对工艺装置进行一定的改造。如增强磁磨粒抛光的磁场强度，设计专用的抛光工具头等。到目前为止，化学机械抛光任意形状的氧化锆陶瓷表面，还没有合适的工艺装置，特别是内腔表面的抛光，有待于深入研究开发。